Методика расчетно-экспериментального определения выделений (выбросов) загрязняющих веществ с поверхностей испарения на предприятиях нефтехимии и нефтепереработки

АОЗТ "Кубаньэко"-ЛТД

Согласовано:                                                                                                                 Утверждаю:

Зам. начальника                                                                                                           Президент АОЗТ

Департамента                                                                                                                "Кубаньэко"-ЛТД

государственного

экологического

контроля                                                                                                                                                  Е.В.Бакаев

_______С.В.Маркин                                                                                                    "___ "_________ 1996 г.

"___ "______ 1996 г.

МЕТОДИКА

РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫДЕЛЕНИЙ (ВЫБРОСОВ) ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ С ПОВЕРХНОСТЕЙ ИСПАРЕНИЯ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ НЕФТЕХИМИИ И НЕФТЕПЕРЕРАБОТКИ

1. ВВЕДЕНИЕ

1.1.   Настоящим документ:

-      разработан в соответствии с Законом Российской Федерации "Об охране окружающей среды" с целью получения данных о выбросах загрязняющих веществ с открытых (полузакрытых) поверхностей испарения объектов очистных сооружении и блоков оборотного во­доснабжения: ливнесброс, песколовка, нефтеловушка, пруд дополнительного отстоя, нефтеотделитель и т.д.;

-      устанавливает методику определения параметров выбросов загрязняющих веществ в атмосферу с открытых поверхностей испарения;

- распространяется на открытые (полуоткрытые) поверхности испарения объектов очистных сооружений и блоков оборотного водоснабжения, эксплуатируемые на предприятиях нефтехимии и нефтепереработки;

-     применяется предприятиями и территориальными комитетами по охране природы.

1.2.   Полученные по настоящему нормативному документу результаты используются при учете, нормировании выбросов с открытых (полуоткрытых) поверхностей испарения объектов очистных сооружений и блоков оборотного водоснабжения и ведомственному контролю за соблюдением установленных нормативов выбросов.

2. ССЫЛКА НА НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ

Метод разработан в соответствии со следующими нормативными документами:

2.1.              ГОСТ 17.2.3.02-78. Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями. М., Изд-во стандартов, 1980.

2.2.              ГОСТ 17.2.1.04-77. Охрана природы. Атмосфера. Метеоро­логические аспекты загрязнения и промышленные выбросы. М., Изд-во стандартов, 1978.

2.3.              ОНД-90. Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы. С-Пб., ДНТП, 1992.

3. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Метод предназначен для определения количества выбросов вредных веществ в атмосферу с открытых (полузакрытых) поверхнос­тей испарения объектов очистных сооружений и блоков оборотного водоснабжения: ливнесброс, песколовка, нефтеловушка, пруд допол­нительного отстоя, нефтеотделитель и т.д.

Метод основан на снятии газовоздушного баланса от источника испарения путем определения концентрации вредного ингредиента и скорости воздушного потока в условных плоскостях источника с наветренной и подветренной сторон.

4. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ

4.1.   Настоящий балансовый метод определения выбросов пре­дусматривает проведение на объекте следующих измерений:

-  скоростей и температур газовоздушного потока;

- барометрического давления атмосферного воздуха;

-  концентраций углеводородов в пробах воздушного потока до и после объекта;

- концентрации вредного ингредиента в пробах газовоздушного потока до и после объекта;

-  геометрических размеров обследуемого объекта.

4.2.   Скорость газовоздушного потока определяют анемометрами ГОСТ 6376-64:

-     при скорости ветра от 1 до 4 м/с - анемометром АГО-3;

-     при скорости ветра более 4 м/с - анемометром МС-13.

4.3.   Температуры газовоздушного потока (воздуха) измеряют ртутными термометрами по ГОСТ 13646-68.

4.4.   Давление атмосферного воздуха измеряют метрологическим мембранным барометром по ТУ 23696-70.

4.5.   Концентрации углеводородов в пробах воздуха определяют по методике "Газохроматографическое определение содержания пре­дельных углеводородов С₁-С₁₀ (суммарно), непредельных углеводородов С₂-С₅ (суммарно) и ароматических (бензола, толуола, этилбензола, ксилолов, стирола) при их совместном присутствии в воздухе". Концентрации сероводорода, фенола и других веществ оп­ределяют по методике [2-4].

Рис.4.1. Устройство для отбора проб газовоздушного потока.

1.             Условная плоскость с наветренной стороны

2.             Условная плоскость с подветренной стороны

3.             Источник газовыделения

Рис. 4.2. Схема расположения условных плоскостей при заданном направлении ветра.

4.6.   Для отбора проб воздуха с целью определения концентрации вредных веществ в условных плоскостях используется пробоотборное устройство, изображенное на рис. 4.1. Устройство состоит из сборного шеста 1 длиной около 5 м, направляющей рамки 2, крепежной трубки 3, крепления для шприца 4 и шприца 5 емкостью 100 мл. Шприц снабжают иглой 6 малого диаметра с тем расчетом, чтобы поршень шприца, опускаясь под действием собственной силы тяжести, наполнял цилиндр отбираемым воздухом в течение 5 - 10 минут. Отбор проб воздуха производится в цельностеклянные шприцы емкостью 100 мл и осуществляется в соответствии с рис. 4.2.

В качестве пробоотборного шеста можно использовать телескопические удочки из синтетического материала, длиною не менее 4 м, на конце который аналогично шесту крепятся пробоотборные уст­ройства.

4.7.   Геометрические размеры обследуемого источника испаре­ния замеряют рулеткой (ГОСТ 7502-89) .

5. ХОД ПОДГОТОВКИ И ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ

5.1.   До начала измерений проводят следующие подготовитель­ные работы:

-     выбирают проекции условных плоскостей с учетом геометри­ческих размеров объекта и направления ветра (см. рис. 4.2);

-     подготавливают к использованию приборы, пробоотборные устройства и другие средства измерений, согласно требованиям соответствующих ГОСТов, инструкций заводов-изготовителей и хроматографической методики;

-     выписывают из проекта данные о геометрических размера типовых (стандартных) объектов.

5.2.   Проводят на объекте испытаний следующие измерения:

-     температуры и барометрического давления воздуха;

-     скорости газовоздушного потока на высоте 1.5 - 2.0 м с на­ветренной и подветренной сторон.

Примечание: Газовоздушный баланс следует проводить в интервалах скоростей ветра

0.0 - 7.0 м/сек.

1.       Условная плоскость

2.       Шприц

3.       Источник газовыделения

Рис. 5.1. Примерный путь движения шприца

 по проекции условной плоскости при отборе проб

Таблица 5.1

Расчетная таблица параметров выбросов вредных веществ с объектов очистных сооружений

и нефтеотделителей блоков оборотного водо­снабжения

продолжение таблицы 5.1

- осуществляют отбор проб газовоздушного потока одновремен­но в условных плоскостях с наветренной и подветренной сторон (см. рис. 5.1). При этом шприцы с помощью пробоотборных уст­ройств перемещают равномерно по створам условных плоскостей в горизонтальном и вертикальном направлениях.

Такой способ отбора обеспечивает представительность проб, так как отобранные пробы воздуха имеют средние значения концентраций вредных веществ в ветровом потоке.

В отобранных пробах воздуха определяются хроматографическим путем концентрации углеводородов (суммарно), C₁-С₁₀ + индивидуальной ароматики.

Для определения выбросов других компонентов над поверхностью испарения жидкости (на высоте 10 - 15 см) проводят отбор проб воздуха на определение концентрации в нем определяемого компонента и углеводородов (суммарно). Объемы отобранных проб для каждого компонента устанавливаются в соответствии с требованиями, изложенными в [1], где также приводятся принципиальные схемы отбора проб воздуха.

Результаты проведенных подготовительных работ (определения геометрических размеров источника испарения, единичных газовоздушных балансов, расчета проекции условной плоскости) заносят в таблицу 5.1.

6. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ

ОТ ИСТОЧНИКА ИСПАРЕНИЯ

Определение геометрических характеристик условной плоскости. 6.1.

При направлении ветра под углом к объекту.

Длина проекции условной поверхности l (м) при направлении ветра, как это указано на

рис. 6.1(а), принимается равной:

l = (1.18 * m + n) * sin α + 0.18 * n * cos α + 6

где n, m - длина и ширина объекта, м.

Ширина проекции условной поверхности а (м) принимается равной:

а = m * sin α + n * cos α + 3

Рис. 6.1. Выбор проекций условных плоскостей

6.2.   При направлении ветра вдоль объекта.

В соответствии с Рис. 6.1(б), длина l принимается равной:

l = 0.35 · n + m

Ширина проекции a принимается равной:

а = n + 3

7. РАСЧЕТ ВАЛОВЫХ ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ

7.1.   Выбросы углеводородов в атмосферe за один цикл испыта­ний (М_ц, г/с) определяют по формуле:

где

 - скорость ветра на высоте 3 м, м/с;

l_ц - длина условных плоскостей, м;

P_ц - атмосферное давление воздуха, мм.рт.ст.;

t_ц - температура воздуха, °С;

,  - соответственно средние концентрации угле­водородов в условных плоскостях подветренной и наветренной сторон, мг/м³;

К - опытный коэффициент, принимают в зависимости от значе­ния "а" по таблице 7.1.

7.2.   Выбросы i-го компонента, (г/с), рассчитываются по формуле:

где

C_i, С_сн - соответственно концентрации i-го компонента и углеводородов (суммарно) над поверхностью испарения;

 - выбросы углеводородов (суммарно), г/с.

Таблица 7.1

Значения поправочных коэффициентов "К"

в зависимости от ширины условной поверхности "а".

7.3.   Средние выбросы за соответствующие периоды года (Мⁱ ,г/с) рассчитываются по формуле:

где n - число единичных определений.

Среднегодовые выбросы составляют (М^г, г/с)

где М^т, М^х - средние выбросы соответственно за теплый и холодный периоды года.

Удельные выбросы за периоды года  рассчитываются:

где F - площадь источника испарения, м².

Валовые выбросы за периоды года (Пⁱ,т/год) рассчитываются:

Пⁱ = Mⁱ*mⁱ*3600*10^-6

где

Мⁱ - выбросы (г/с) за соответствующий период года;

mⁱ - количество часов эксплуатации источника за период года, ч.

Результаты расчета записываются в табл. 7.2.

Сведения по инвентаризации выбросов вредных веществ с открытых поверхностей испарения сводятся в табл. 7.3.

Таблица 7.2

РАСЧЕТ ГОДОВЫХ ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ С ОТКРЫТЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ИСПАРЕНИЯ

продолжение таблицы 7.2

продолжение таблицы 7.2

Таблица 7.3

Инвентаризация выбросов вредных веществ с открытых поверхностей испарения

Приложение А.

Примеры расчета.

1. Определить выбросы вредных веществ в атмосферу от нефтеловушки №1 системы промканализации при направлении ветра под углом к объекту.

Исходные данные для расчета приводятся в нижеследующей таб­лице.

Определение длины проекции условной поверхности:

1 = (1.18*m + n)*sinα + 0.18*n*cosα+6=

= (0.18*24 + 36)*0.5736 + 0.18*36*0.8192 + 6 = 36.89 + 3.72 + 6 = 46.61 м

Определение ширины проекции условной поверхности:

а = m*sinα + n*cosα + 3 = 24*0.5736 + 36*0.8192 + 3 = = 13.77 + 29.49 + 3 = 46.26 м

Значение коэффициента "К" находим по таблице 7.1: К=1.169

Определение единичных выбросов за период обследования:

Определение годовых выбросов углеводородов в атмосферу.

Определение средних значений выбросов углеводородов в ат­мосферу за один цикл испытания.

За теплый период обследования:

За холодный период обследования:

Определение выбросов вредных веществ в атмосферу за периоды года:

П^т = 14.02*4368*3600*10^-6 = 220.46 т/пер

П^х = 13.16*4368*3600* 10^-6 = 206.93 т/пер

Определение годовых выбросов углеводородов в атмосферу:

П^г = 220.46 + 206.93 = 427.39 т/год

2. Определить выбросы углеводородов (суммарно) в атмосферу от нефтеловушки №2 системы промканализации при совпадении нап­равления ветра с направлением объекта.

Исходные данные приводятся в нижеследующей таблице.

Определение длины проекции условной поверхности:

1 = 0.35*n + m = 0.35*36 + 24 = 36.6 м

Определение ширины проекции условной поверхности:

а = n + 3 = 36 + 3 = 39.0 м

Значение коэффициента "К" находим по таблице 7.1: К=1.124.

ЛИТЕРАТУРА

1.        Методические указания по определению и расчету вредных выбросов из основных источников предприятий нефтепере­рабатывающей и нефтехимической промышленности СССР. М., 1984.

2.        Сборник временных отраслевых методик для определения за­грязняющих веществ в атмосферном воздухе в районах раз­мещения предприятий нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности СССР. Казань, 1985.

3.        Сборник методик, по определению концентраций загрязняющих веществ в промышленных выбросах. Л., Гидрометеоиздат, 1987.

4.        Перечень методик по определению концентрации загрязняющих веществ в выбросах промышленных предприятий, допущенных к применению. С.Пб., 1994.

СОДЕРЖАНИЕ

1.         Введение

2.         Ссылки на нормативные документы

3.         Общие положения

4.         Методы и средства измерения

5.         Ход подготовки и проведения измерений

6.      Расчет параметров выбросов вредных веществ в атмосферу от источников испарения

7.      Расчет валовых выбросов вредных веществ в атмосферу

Приложения

А. Примеры расчета

Литература